JP5765309B2 - 電源制御装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電源制御装置、特に、ＡＣ／ＤＣ変換部を備えた電源制御装置及び該電源制御装置を備えた画像形成装置に関する。

プリンタや複写機などの電子写真方式による画像形成装置には、通常、ＡＣ／ＤＣ変換部を備えた電源が搭載されている。このような電源では、入力電源がオフされたときに平滑用電解コンデンサを放電させて感電事故を防止するようにしている。定格が大容量の電源においては、省エネルギーモードなどの軽負荷動作時に、暴走などが生じた際にユーザーが装置をリセットしたいとき、電源スイッチをオフ、オンすると電源内の電解コンデンサに電圧が残っているので、電源がオフせず、ＣＰＵがリセットできないという問題点を有している。

また、電源にトラブルが生じたときにサービスマンが装置を開けて電源にアクセスするとき、前記電解コンデンサの残留電圧による感電の危険性がある。そのために、電源遮断にて、一律に、所定時間経過後に電源内の電解コンデンを放電させると、電源事情の悪い地域では、電源の瞬断耐量が下がり、装置の動作が突然停止する可能性がある。

特許文献１には、ＡＣ入力電源が遮断されたときに電解コンデンサを放電させる制御が記載されている。しかし、この制御では、装置の周囲における人の有無に関係なく放電させるので、瞬断対応ができないという問題点を有している。

特許文献２には、装置本体との間にコネクタ接続されたコンデンサユニットの接続が装置本体と切り離されたことを検出回路によって検出すると電解コンデンサを放電させる制御が記載されている。しかし、この制御では、ＡＣ入力電源の遮断とは無関係に人がコンデンサユニットを引き抜いたことを検出して電解コンデンサを放電させるので、電源スイッチのオフ、オンでのリセットはできないという問題点を有している。

即ち、特許文献１，２に記載のいずれの技術においても、電解コンデンサの放電と瞬断耐量の双方に対する対策が十分ではなかった。

特開２００４−２８２９２１号公報 特開平０８−２０５４０１号公報

本発明の目的は、電解コンデンサの放電と瞬断耐量の双方に対する対策を施した電源制御装置及び画像形成装置を提供することにある。

本発明の第１の形態である電源制御装置は、
平滑用電解コンデンサを有するＡＣ／ＤＣ変換部と、ＡＣ電源断検知手段と、前記平滑用電解コンデンサの放電手段とを備えた電源制御装置において、
人を検知するための人検知手段と、
前記平滑用電解コンデンサの放電を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記ＡＣ電源断検知手段によってＡＣ電源が断たれたことを検知した際、前記人検知手段によって人が検知されていない場合には前記平滑用電解コンデンサの電荷を放電させず、かつ、人が検知されている場合には前記平滑用電解コンデンサの電荷を放電させること、
を特徴とする。

本発明の第２の形態である画像形成装置は、前記電源制御装置を備えていることを特徴とする。

前記電源制御装置においては、ＡＣ電源が遮断されたとき、人が検知されている場合のみ、ＡＣ／ＤＣ変換部に搭載されている平滑用電解コンデンサを放電させる。即ち、入力電源の遮断時に、装置の近くに人がいるときは電解コンデンサを放電させ、近くの人（多くの場合はサービスマン）を感電事故から保護する。一方、近くに人がいなければ、入力電源が遮断されても電解コンデンサを放電させることはなく、電源リセットと装置の瞬断耐量の低下を防止する。

本発明によれば、電解コンデンサの放電に対して人を保護でき、かつ、人の安全性を確保できる場合には瞬断耐量の低下を防止することができる。

一実施例である画像形成装置を示す概略構成図である。 第１実施例である電源制御装置を示すブロック図である。 第１実施例における制御手順を示すフローチャート図である。 第２実施例である電源制御装置を示すブロック図である。 第２実施例における制御手順を示すフローチャート図である。 制御手順の他の例を示すフローチャート図である。

以下、本発明に係る電源制御装置及び画像形成装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。なお、各図において同じ部材、部分には共通する符号を付し、重複する説明は省略する。

（画像形成装置の概略構成、図１参照）
まず、一実施例である画像形成装置の概略構成について図１を参照して説明する。この画像形成装置は、電子写真方式によるフルカラーのプリンタ１として構成されている。

このプリンタ１は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）のカラー画像形成用感光体２ｙ，２ｍ，２ｃと、Ｂ（ブラック）の黒色画像形成用の感光体２ｋとを並置したタンデム方式として構成され、それぞれの感光体２ｙ，２ｍ，２ｃ，２ｋの周囲には現像ユニット３ｙ，３ｍ，３ｃ，３ｋなどの作像用エレメント及び画像露光用のレーザー走査ユニット４が配置されている。感光体２ｙ，２ｍ，２ｃ，２ｋの直上には中間転写ベルト５が配置されているとともに、その直上には各現像ユニット３ｙ，３ｍ，３ｃ，３ｋに新規トナーを供給するトナー供給ユニット６ｙ，６ｍ，６ｃ，６ｋが配置されている。各感光体２ｙ，２ｍ，２ｃ，２ｋ上での潜像、トナー画像の形成のプロセスについては周知であり、その説明は省略する。

レーザー走査ユニット４の直下には給紙カセット１０が配置されている。この給紙カセット１０から１枚ずつ給紙された用紙は、ローラ１１，１２などによって中間転写ベルト５と転写ローラ７とのニップ部へ搬送され、用紙には中間転写ベルト５からトナー画像が２次転写される。その後、用紙は定着ユニット８に送られてトナーの熱定着が施され、排出ローラ１３から本体上面の排出トレイ９上に排出される。

以上の感光体やローラなどは以下のモータによって駆動される。即ち、メインモータＭ１は給紙カセット１０から２次転写部（転写ローラ７）までの用紙搬送系、中間転写ベルト５及び黒感光体３ｋを駆動する。定着モータＭ２は定着ユニット８を駆動する。黒現像モータＭ３は黒現像ユニット３ｋを駆動する。カラー現像モータＭ４はカラー現像ユニット３ｙ，３ｍ，３ｃを駆動する。カラー感光体モータＭ５はカラー感光体２ｙ，２ｍ，２ｃを駆動する。

（電源制御装置の第１実施例、図２及び図３参照）
第１実施例である電源制御装置２０Ａは、図２に示すように、交流電源ＶａｃのラインＬとラインＮにＡＣ／ＤＣ変換部３０を接続したもので、ラインＬ，Ｎにはそれ以外に定着ユニット８のヒータランプＨ１がトライアックＴＲ１を介して接続されている。

ＡＣ／ＤＣ変換部３０は、ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４と平滑用電解コンデンサＣ２と放電抵抗Ｒ１とトランスＴ１とで構成され、さらに、放電制御回路ＣＣ１とＡＣ電源断検知器Ｓ１と人感センサＳ２とを備えている。電解コンデンサＣ２と放電抵抗Ｒ１は電源ラインＤＣ１，ＤＣ２の間に互いに並列状態で接続されている。放電抵抗Ｒ１の一端はＭＯＳ電界効果トランジスタＱ２を介して放電制御回路ＣＣ１の出力部に接続されている。交流電源Ｖａｃから入力された交流電圧は、ダイオードＤ１〜Ｄ４にて整流され、電解コンデンサＣ２にて平滑化される。

放電制御回路ＣＣ１の入力部にはＡＣ電源断検知器Ｓ１と人感センサＳ２が接続されている。ＡＣ電源断検知器Ｓ１はラインＬＳ１，ＮＳ１を介してラインＬ，Ｎに接続されている。人感センサＳ２は赤外線や温度などによって人が近接したことを直接的に検知するセンサである。

トランスＴ１の一次巻線には直列にＭＯＳ電界効果トランジスタＱ１が接続されており、このトランジスタＱ１のオン、オフによって一次側のエネルギーを二次側に伝達、遮断する。二次巻線は２４Ｖの出力端子ｔ１と５Ｖの出力端子ｔ２を備え、それぞれ、ダイオードＤ５，Ｄ６と電解コンデンサＤ３，Ｃ４による整流平滑される。２４Ｖの出力端子ｔ１は前記各モータＭ１〜Ｍ５などの駆動系の電源端子として使用される。５Ｖの出力端子ｔ２はプリンタ１を全体的に制御するＣＰＵなど制御系の電源端子として使用される。

交流電源Ｖａｃが遮断されると、ラインＬＳ１，ＮＳ１間の電圧が変化し、この変化に応じて検知器Ｓ１がＡＣ断信号ＡＣＳ１を放電制御回路ＣＣ１に対して出力する。また、人感センサＳ２が近くに人がいることを感知すると、人感知信号ＭＳ１を放電制御回路ＣＣ１に対して出力する。放電制御回路ＣＣ１は、ＡＣ電源断検知器Ｓ１によってＡＣ電源が断たれたことを検知した際、人感センサＳ２によって人が感知されていない場合には平滑用電解コンデンサＣの電荷を放電させず、かつ、人が感知されている場合には放出信号ＤＣ０１を出力してトランジスタＱ２をオンさせ、平滑用電解コンデンサＣ２の電荷を放電させる。このとき、電荷は放電抵抗Ｒ１にて熱として放出される。

交流電源Ｖａｃの遮断時での瞬時電圧降下を考慮し、平滑用電解コンデンサＣ２は瞬断耐量である交流１サイクル時間（２０ｍ秒）はプリンタ１を稼働させるだけの容量を持っている。人感センサＳ２が人を感知しているとき、検知器Ｓ１が交流電源Ｖａｃの遮断を検知した場合、瞬断耐量である交流１サイクル時間（２０ｍ秒）後にトランジスタＱ２をオンし、電解コンデンサＣ２に充電された電荷を放電抵抗Ｒ１によって放電させる。センサＳ２が人を感知していないときは、検知器Ｓ１が交流電源Ｖａｃの遮断を検知してもトランジスタＱ２はオンされず、電解コンデンサＣ２は放電されない。

以上の制御によって、平滑用電解コンデンサＣ２の放電に対して人を保護でき、かつ、人の安全性を確保できる場合には瞬断耐量の低下を防止することができる。

次に、前記電源制御装置２０Ａにおける制御手順を図３を参照して説明する。電源がオンされると、人感センサＳ２によって周囲に人の存在が感知されており（ステップＳ１でＹＥＳ）、かつ、ＡＣ電源断検知器Ｓ１によって交流電源Ｖａｃの遮断が検知されると（ステップＳ２でＹＥＳ）、２０ｍ秒を経過したとき（ステップＳ３でＹＥＳ）、電解コンデンサＣ２を放電させる（ステップＳ４）。

（電源制御装置の第２実施例、図４及び図５参照）
第２実施例である電源制御装置２０Ｂは、図４に示すように、前記電源制御装置２０Ａに含まれている人感センサＳ２に代えて、プリンタ１の操作パネルに設けられている種々のパラメータをユーザーが入力するためのタッチセンサＳ３又はスイッチなどとしたものである。つまり、タッチセンサＳ３が操作されることでプリンタ１（より具体的には電源制御装置２０Ｂ）に人が近接していることを間接的に検知する。なお、タッチセンサやスイッチは必ずしも操作パネルに設けられたものに限ることはない。

本第２実施例である電源制御装置２０Ｂは、その他の構成及び動作において前記第１実施例である電源制御装置２０Ａと同様であり、平滑用電解コンデンサＣ２の放電に対して人を保護でき、かつ、人の安全性を確保できる場合には瞬断耐量の低下を防止することができる点も同様である。

次に、前記電源制御装置２０Ｂにおける制御手順を図５を参照して説明する。電源がオンされると、タッチセンサＳ３によって周囲に人の存在が検出されると（ステップＳ１１でＹＥＳ）、タイマが１０秒をカウントするうちに（ステップＳ１２でＮＯ）、ＡＣ電源断検知器Ｓ１によって交流電源Ｖａｃの遮断が検知されると（ステップＳ１３でＹＥＳ）、２０ｍ秒を経過したとき（ステップＳ１４でＹＥＳ）、電解コンデンサＣ２を放電させる（ステップＳ１５）。タイマが１０秒をカウントすると（ステップＳ１２でＹＥＳ）、電解コンデンサＳ２を放電させる制御を実行しないのは、人検知タイミングから１０秒経過すると、その人がプリンタ１から離れてしまっている場合がほとんどであることによる。

（動作モードによる放電時間の制御、図６参照）
前記プリンタ１がその動作モードとして、第１モードと、該第１モードよりも消費電力の少ない第２モードとを有する場合、前記第１及び第２実施例では、ＡＣ電源断検知器Ｓ１によって交流電源Ｖａｃが断たれたことを検知してから平滑用電解コンデンサＣ２の放電を行うまでの時間は、第１モードを実行しているときと第２モードを実行しているときとで同じであった。

一方、ＡＣ電源断検知器Ｓ１によって交流電源Ｖａｃが断たれたことを検知してから平滑用電解コンデンサＣ２の放電を行うまでの時間を、第１モードを実行しているときは相対的に短く、第２モードを実行しているときには相対的に長く設定してもよい。つまり、プリンタ１が負荷の異なる動作モードを有する場合、瞬断耐量に対する電解コンデンサＣ２の容量は最大負荷で選定されている。このため、待機モードやスリープモードなどの負荷の軽い第２モードでの動作中あれば、放電開始を少し遅らせることで瞬断耐量を上げることができる。

図６には、プリンタ１の動作モードに応じて電解コンデンサＣ２の放電開始時間を異ならせた制御手順を示す。図６において、ステップＳ１１〜Ｓ１３は図５に示した制御手順と同じである。ステップＳ１３にて、交流電源Ｖａｃの遮断が検知されると、負荷の大きいプリントモードでの動作時にあっては（ステップＳ２１でＹＥＳ）、２０ｍ秒経過時（ステップＳ２２でＹＥＳ）に電解コンデンサＣ２の放電を開始させる（ステップＳ２８）。電解コンデンサＣ２のエネルギーはプリンタ１の瞬断耐量である２０ｍ秒後に消滅することを考慮したものである。

待機モードでの動作時にあっては（ステップＳ２３でＹＥＳ）、１００ｍ秒経過時（ステップＳ２４でＹＥＳ）に電解コンデンサＣ２の放電を開始させる（ステップＳ２８）。待機モードはプリントモードよりも消費電力が少ない分だけ電解コンデンサＣ２のエネルギーが残っているので、１００ｍ秒後に放電を開始させる。次に、スリープモードでの動作時にあっては（ステップＳ２５でＹＥＳ）、５００ｍ秒経過時（ステップＳ２６でＹＥＳ）に電解コンデンサＣ２の放電を開始させる（ステップＳ２８）。スリープモードは待機モードよりもさらに負荷が軽いことを考慮している。

前記モード以外のモードでの動作時にあっては、１秒経過時（ステップ２７でＹＥＳ）に電解コンデンサＣ２の放電を開始させる（ステップＳ２８）。その他の動作モードとは、省エネ規格としてさらなる低消費電力モードが想定される。このような低消費電力モードでの動作時にはかなり長い時間の瞬断耐量があるが、放電開始までの時間をあまり長く設定すると、電源オフ、オンのリセットを行うのに支障を生じる。それゆえ、この制御例では上限を１秒とした。また、この制御例における遅延時間は、動作モードに応じて最大瞬断耐量を満足させる時間としてもよい。

（他の実施例）
なお、本発明に係る電源制御装置及び画像形成装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。

特に、ＡＣ／ＤＣ変換部３０の構成の細部は任意である。また、画像形成装置としては前記プリンタ１に限定するものではないことは勿論である。

以上のように、本発明は、電源制御装置や画像形成装置に有用であり、特に、電解コンデンサの放電に対して人を保護でき、かつ、瞬断耐量の低下を防止できる点で優れている。

１…プリンタ
２０Ａ，２０Ｂ…電源制御装置
３０…ＡＣ／ＤＣ変換部
Ｃ２…平滑用電解コンデンサ
Ｖａｃ…交流電源
Ｓ１…ＡＣ電源断検知センサ
Ｓ２…人感センサ
Ｓ３…タッチセンサ
Ｒ１…放電抵抗
ＣＣ１…放電制御回路

Claims (6)

1. 平滑用電解コンデンサを有するＡＣ／ＤＣ変換部と、ＡＣ電源断検知手段と、前記平滑用電解コンデンサの放電手段とを備えた電源制御装置において、
   人を検知するための人検知手段と、
   前記平滑用電解コンデンサの放電を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記ＡＣ電源断検知手段によってＡＣ電源が断たれたことを検知した際、前記人検知手段によって人が検知されていない場合には前記平滑用電解コンデンサの電荷を放電させず、かつ、人が検知されている場合には前記平滑用電解コンデンサの電荷を放電させること、
   を特徴とする電源制御装置。
2. 前記人検知手段は人感センサであり、
   前記制御部は、ＡＣ電源の遮断前の所定時間から遮断までに前記人感センサによって人を検知した場合に前記平滑用電解コンデンサの放電を制御すること、
   を特徴とする請求項１に記載の電源制御装置。
3. 前記人検知手段はユーザーによって操作されるタッチセンサ又はスイッチであり、
   前記制御部は、ＡＣ電源の遮断前の所定時間から遮断までに前記タッチセンサ又はスイッチが操作されることによって人を検知した場合に前記平滑用電解コンデンサの放電を制御すること、
   を特徴とする請求項１に記載の電源制御装置。
4. 第１モードと、該第１モードよりも消費電力の少ない第２モードとを有し、
   前記ＡＣ電源断検知手段によってＡＣ電源が断たれたことを検知してから前記平滑用電解コンデンサの放電を行うまでの時間は、前記第１モードを実行しているときと前記第２モードを実行しているときとで同じであること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電源制御装置。
5. 第１モードと、該第１モードよりも消費電力の少ない第２モードとを有し、
   前記ＡＣ電源断検知手段によってＡＣ電源が断たれたことを検知してから前記平滑用電解コンデンサの放電を行うまでの時間は、前記第１モードを実行しているときは相対的に短く、前記第２モードを実行しているときには相対的に長いこと、
   を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電源制御装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の電源制御装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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